物聯(lián)網(wǎng)在智能家居行業(yè)的應(yīng)用

韋琳琳

1.物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)概述

物聯(lián)網(wǎng)被預(yù)言為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，一時間很多人預(yù)見到了一場新的技術(shù)革命?，F(xiàn)代社會努力創(chuàng)造著舒適的環(huán)境，空調(diào)的出現(xiàn)讓人們得到了舒暢的體驗。在使用空調(diào)時，人們出現(xiàn)了兩種心態(tài)，有的人怕浪費(fèi)電，在家里沒人的時候把空調(diào)關(guān)掉，可是回到家時卻不得不面對冷冰冰或熱烘烘的情況;也有的人為了舒適一直開著空調(diào)，長時間地讓空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)既費(fèi)電又影響使用壽命。進(jìn)入新世紀(jì)，我國人民的物質(zhì)文化生活水平不斷提高，移動通信的飛速發(fā)展給人們的生活注入新鮮血液，豐富了人們的生活。眾所周知，越來越多的人擁有自己的手機(jī)，而我國移動網(wǎng)絡(luò)的鋪建將使我們更好地在移動網(wǎng)絡(luò)的世界里遨游，如果能夠通過手機(jī)來遠(yuǎn)程控制家里的空調(diào)，讓人們在到家之前把家里的空調(diào)打開，當(dāng)我們邁進(jìn)家門時，舒適的溫度會使我們的心情更加愉悅。在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)普及的今天，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)聯(lián)系起了每一個人，隨著各種消費(fèi)電子的智能化，還有無線傳感器的迅速發(fā)展，人們想到了是否可以用網(wǎng)絡(luò)將每一個物體都聯(lián)系起來，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。這樣就形成了一種新的網(wǎng)絡(luò)，被稱為物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是互聯(lián)網(wǎng)，通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準(zhǔn)確地傳遞出去。對于物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，大大加快了智能家居的發(fā)展。在國家大力推動工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)將是家居行業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中一個比較現(xiàn)實的突破口。一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及，無數(shù)的物品需要加裝更加小巧智能的傳感器，用于家居設(shè)備的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過目前的手機(jī)數(shù)量，物聯(lián)網(wǎng)是下一個超過萬億的行業(yè)。

2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

就當(dāng)今智能家居市場而言，系統(tǒng)種類主要有基于樓宇對講系統(tǒng)技術(shù)的智能家居系統(tǒng)、基于現(xiàn)場總線技術(shù)的家庭自動化系統(tǒng)和基于智能手機(jī)的智能家居系統(tǒng)三大類。

3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持

（1）ZigBee技術(shù)

ZigBee技術(shù)譯為紫蜂技術(shù)，是一個有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定物理層和MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)，高層應(yīng)用、測試和市場推廣等方面的工作將由ZigBee聯(lián)盟負(fù)責(zé)。其結(jié)構(gòu)簡單、低功耗、低速率、低成本和可靠性高的雙向無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，主要適合于自動控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備中，同時支持地理定位功能。完整的ZigBee協(xié)議套件由高層應(yīng)用層、應(yīng)用會聚層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。

目前，在無線傳輸技術(shù)種類多樣，各有優(yōu)勢。ZigBee作為一種新出現(xiàn)的無線通信技術(shù)，以其協(xié)議簡單、成本低、功耗小、組網(wǎng)容易等特點，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動化、工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域具有廣闊的市場空間，本文主要以ZigBee為主要的無線通信，這在家居行業(yè)的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面的研究具有前沿性。

（2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。隨著微機(jī)電系統(tǒng)、片上系統(tǒng)、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

（3）GPRS通信模塊

GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可以說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包（Packet）式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS突破了GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過增加相應(yīng)的功能實體和對現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來實現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對來說并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。而且，因為不再需要現(xiàn)行無線應(yīng)用所需要的中介轉(zhuǎn)換器，所以連接及傳輸都會更方便容易。GPRS由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在絕大多數(shù)情況下都表現(xiàn)出一種突發(fā)性的業(yè)務(wù)特點，對信道帶寬的需求變化較大，因此采用分組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送將能夠更好地利用信道資源。例如一個進(jìn)行WWW瀏覽的用戶，大部分時間處于瀏覽狀態(tài)，而真正用于數(shù)據(jù)傳送的時間只占很小比例。這種情況下若采用固定占用信道的方式，將會造成較大的資源浪費(fèi)。在系統(tǒng)中，使用串口和GPRS模塊進(jìn)行通信，將我們的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊發(fā)送到用戶手機(jī)上。

4.智能家居發(fā)展前景

自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應(yīng)用。1998年5月新加坡舉辦的“98亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國際展覽會”上，通過在場內(nèi)模擬“未來之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)。智能住宅、小區(qū)在國外歷經(jīng)了20世紀(jì)80年代初的住宅電子化、80年代中的住宅自動化到90年代美國的“智慧屋”、歐洲的“聰明屋”的住宅智能化這樣三個階段。美國、日本、新加坡都有根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)建立的智能住宅和小區(qū)的示范工程。智能家居的前景就像家用電器和手機(jī)電腦一樣，是一個極具發(fā)展?jié)摿Φ年柟庑袠I(yè)，需要一個慢慢興起的過程。只是目前尚處于產(chǎn)品推廣階段，需要一套完善的市場銷售模式;消費(fèi)者的消費(fèi)理念至關(guān)重要，產(chǎn)品價格相是關(guān)鍵，如果價格降下來，還是可以接受的。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，智能家居產(chǎn)品會越來越被大眾所接受。POLYHOME智能家居產(chǎn)品，是專為普通用戶研發(fā)的一款智能家居產(chǎn)品，已先進(jìn)的技術(shù)，過硬的產(chǎn)品，百姓的價格在很短的時間就得到了大家的認(rèn)可。

5.總結(jié)

通過GSM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了手機(jī)終端與智能家居系統(tǒng)遠(yuǎn)距離雙向通訊，突破了對傳統(tǒng)有線距離的約束，達(dá)到遠(yuǎn)距離接收、發(fā)送通訊信息，并且具有很高的模塊化程序和可擴(kuò)展性，智能化程度高。物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)是嵌入式控制終端系統(tǒng)，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)和GPRS通信。模塊的嵌入式智能產(chǎn)品。它很好的改善了家居的環(huán)境，它也包含了影音娛樂等功能，滿足家庭的娛樂需求。由于時間和資源有限，這里并沒有將自己所有的想法都付諸實踐。其實物聯(lián)網(wǎng)和智能家居都是很大的項目，它們涉及了太多的內(nèi)容，本論文中所列舉系統(tǒng)只是實現(xiàn)了其中的很小一部分功能。而且，由于知識水平所限，對物聯(lián)網(wǎng)在時能家具中的應(yīng)用技術(shù)支持以及前景等等的認(rèn)識也僅限于表面的層次，而不能深入認(rèn)識學(xué)習(xí)，這還有待于以后繼續(xù)什么如學(xué)習(xí)。本人任務(wù)物聯(lián)網(wǎng)在智能家具中的應(yīng)用是不可替代的，他正在走向一個實用化的階段。因此研究物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的很具有實際意義。